CN207435108U - 一种小型海水淡化反渗透系统的能量回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于海水反渗透淡化设备领域，具体的说是一种小型海水淡化反渗透系统的能量回收装置。该能量回收装置包括低压海水泵、高压海水泵、海水反渗透膜组件、蓄能器和回收装置；高压海水泵的进水口与原料海水A相连，出水口与海水反渗透膜组件的进水口相连；海水反渗透膜组件的浓海水出水口与第二二位四通换向阀的T口相连,其进水口与第一二位四通换向阀的B口相连；低压海水泵的进水口与原料海水A相连，出水口与第一二位四通换向阀的A口相连；蓄能器并连在回收装置与海水反渗透膜组件的相连管路上。本实用新型是一种可供家庭使用的小型海水淡化反渗透系统的能量回收装置，可实现有效利用高压浓海水的压力能，进而降低海水淡化的能耗。

Description

一种小型海水淡化反渗透系统的能量回收装置

技术领域

本实用新型属于海水反渗透淡化设备领域，具体的说是一种小型海水淡化反渗透系统的能量回收装置。

背景技术

从技术上来看，目前我国海水淡化技术主要有两种：反渗透膜法(膜法)和低温多效蒸馏法(热法)。反渗透技术属于压力驱动的膜分离技术，其过程操作中采用的半渗透膜有机地将淡水和浓海水分离开。在半渗透膜两侧因浓度差别存在有渗透压(对于标准海水而言，其渗透压约为2.5MPa)，只有进料海水的操作压力大于海水的渗透压时才能使海水中的淡水通过半透膜而被分离。

通常，我国反渗透海水淡化系统的操作压力一般在5.0～6.0MPa，从膜组器中排放的浓海水压力仍高达4.8～5.8MPa。如果按照通常40％的水回收率计算，浓海水中约有60％的进料压力能量，具有巨大的回收价值和意义。若此时就将这部分浓海水直接排走，势必将浪费较多的能量，并使得整个海水淡化过程产生更多的能耗。在反渗透海水淡化工艺中加入能量回收装置，可将反渗透膜组件排出的高压浓海水中的压力能传递给原料海水以降低产水能耗。为此，采用能量回收装置高效回收利用高压浓水的压力能，是目前国内外普遍采用的节能降耗手段和有效方法。

我国沿海和中西部地区拥有极为丰富的地下苦咸水资源，海水淡化成为解决我国淡水紧缺的重要途径。进行海水淡化和直接利用海水对沿海缺乏淡水资源的地区具有重大的现实意义和深远的战略意义。虽然现已出现能量回收率高达95％的装置，但都主要针对工业规模的大型海水淡化的装置，并不适用于小型海水淡化装置。这就使得大部分小型海水淡化装置并未搭载能量回收装置，从而导致小型海水淡化装置能耗高于大型海水淡化装置。

发明内容

本实用新型提供了一种可供家庭使用的小型海水淡化反渗透系统的能量回收装置，可实现有效利用高压浓海水的压力能，进而降低海水淡化的能耗，解决了现有海水淡化不能将能量回收的问题。

本实用新型技术方案结合附图说明如下：

一种小型海水淡化反渗透系统的能量回收装置，该能量回收装置包括低压海水泵1、高压海水泵2、海水反渗透膜组件3、蓄能器4和回收装置5；所述的高压海水泵2的进水口与原料海水A相连，出水口与海水反渗透膜组件3的进水口相连；所述的海水反渗透膜组件3的浓海水出水口与回收装置5的第二二位四通换向阀5-9的T口相连,其进水口与回收装置5的第一二位四通换向阀5-8的B口相连；所述的低压海水泵1的进水口与原料海水A相连，出水口与回收装置5的第一二位四通换向阀5-8的A口相连；所述的蓄能器4并连在回收装置5与海水反渗透膜组件3的相连管路上。

所述的回收装置还包括活塞5-1、第一液压缸5-6、第二液压缸5-7、第一、二浓海水进出水口5-2、5-3和第一、二海水进出水口5-4、5-5；所述的第一液压缸5-6和第二液压缸5-7固定连接；所述的第一、二浓海水进出水口5-2、5-3分别设置在第一、二液压缸5-6、5-7的外侧，并分别连接在第二二位四通换向阀5-9的A、B口；所述的第一、二海水进出水口5-4、5-5设置在第一、二液压缸5-6、5-7的内侧，并且分别连接在第一二位四通换向阀5-8的P、T口；所述的活塞5-1安装在第一、二液压缸5-6、5-7内；所述的第二二位四通换向阀5-9的P口与排放泄压浓海水D的管道连接。

本实用新型的有益效果为：

本装置是针对家庭而提出的，是一种适用于家庭的小型海水淡化装置，不同于市场上现有的中大型能量回收装置所针对的对象。其最大淡水产量仅为1吨/日。不同于以往的反渗透海水淡化系统还需使用的增压泵，本发明用低压泵将其替代，可进一步降低装置的成本。并且其还可以与新能源(如太阳能发电、风力发电)相结合，可进一步降低能耗。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型中回收装置的结构示意图。

图中：1、低压海水泵；2、高压海水泵；3、海水反渗透膜组；4、蓄能器；5、回收装置；5-1、活塞；5-2、第一浓海水进出水口；5-3、第二浓海水进出水口；5-4、第一海水进出水口；5-5、第二浓海水进出水口；5-6、第一液压缸；5-7、第二液压缸；5-8、第一二位四通换向阀；5-9、第二二位四通换向阀；A、原料海水；B、产出淡水；C、高压浓海水；D、泄压浓海水。

具体实施方式

参阅图1，一种小型海水淡化反渗透系统的能量回收装置，该能量回收装置包括低压海水泵1、高压海水泵2、海水反渗透膜组件3、蓄能器4和回收装置5；所述的高压海水泵2的进水口与原料海水A相连，出水口与海水反渗透膜组件3的进水口相连；所述的海水反渗透膜组件3的浓海水出水口与回收装置5的第二二位四通换向阀5-9的T口相连用于输送高压浓海水C,其进水口与回收装置5的第一二位四通换向阀5-8的B口相连，其产水口接输送产出淡水B的管道；所述的低压海水泵1的进水口与原料海水A相连，出水口与回收装置5的第一二位四通换向阀5-8的A口相连；所述的蓄能器4并连在回收装置5与海水反渗透膜组件3的相连管路上。

所述的海水反渗透膜组件3可采用型号SW-2521。

参阅图2，所述的回收装置包括活塞5-1、第一液压缸5-6、第二液压缸5-7、第一、二浓海水进出水口5-2、5-3和第一、二海水进出水口5-4、5-5、第一二位四通换向阀5-8和第二二位四通换向阀5-9；所述的第一液压缸5-6和第二液压缸5-7固定连接；所述的第一、二浓海水进出水口5-2、5-3分别设置在第一、二液压缸5-6、5-7的外侧，并分别连接在第二二位四通换向阀5-9的A、B口；所述的第一、二海水进出水口5-4、5-5设置在第一、二液压缸5-6、5-7的内侧，并且分别连接在第一二位四通换向阀5-8的P、T口；所述的活塞5-1安装在第一、二液压缸5-6、5-7内。

本实用新型的工作原理为：高压海水泵2将海水加压并送到海水反渗透膜组件3进行淡化，从反渗透膜3排出的高压浓海水通过第二二位四通换向阀5-9由第一浓海水进出水口5-2(或第二浓海水进出水口5-3)进入第二液压缸5-7右侧(或第一液压缸5-6左侧)。由于从反渗透膜排除的浓海水C压力较高(一般为5.5MPa～6.5MPa)，且因为活塞杆的存在使得液压缸左右两侧面积不一样，使得在第二液压缸5-7右侧(或第一液压缸5-6左侧)内高压浓海水将能量传递给已充满第二液压缸5-7左侧(或第一液压缸5-6右侧)的低压原海水，完成能量交换。从而使得第二液压缸5-7左侧(或第一液压缸5-6右侧)的原海水直接加压到满足渗透膜的压力要求。增压后的原海水会通过第一二位四通换向阀5-8流往反渗透膜组件3，从而完成反渗透过程。在增压低压原海水同时，外界的原海水通过低压海水泵1进行初步增压，通过第一二位四通换向阀5-8，从第一海水进出水口5-4(或第二海水进出水口)进入第一液压缸5-6右侧(或第二液压缸5-7左侧)。此时原海水的压力大于已泄压的浓海水，原海水推动活塞5-1向左(或向右)移动，原海水不断进入缸筒，而泄压浓海水则经过第二浓海水进出水口5-3(或第一浓海水进出水口5-2)通过第二二位四通换向阀5-9被排放出去。

当活塞5-1运动到第一液压缸5-6左侧(或第二液压缸5-7右侧)极限位置时，第一二位四通换向阀5-8和第二二位四通换向阀5-9实现换向使反渗透膜排出的高压浓海水通过第二二位四通换向阀5-9由第二浓海水进出水口5-3(第一浓海水进出水口5-2)进入左第一液压缸5-6左侧(或第二液压缸5-7右侧)，将能量传递给充满第一液压缸5-6右侧(或第二液压缸5-7左侧)的低压原海水，完成能量交换。增压后的海水通过第一二位四通换向阀5-8进入海水反渗透膜组件3以进行反渗透淡水过程。同时，外界的原海水被低压海水泵1增压并经由第一二位四通换向阀5-8从第二海水进出水口5-5(或第一海水进出水口5-4)进入第二液压缸5-7左侧(或第一液压缸5-6右侧)并推动活塞向右移动，使得原海水不断进入第二液压缸5-7左侧(或第一液压缸5-6右侧)，而泄压浓海水则经过浓第一浓海水进出水口5-2(或第二浓海水进出水口5-3)通过第二二位四通换向阀5-9的被排放出去。就这样活塞5-1在缸筒内不断左右往复运动，使得能量回收装置不断重复增压和泄压的过程。

Claims (2)

1.一种小型海水淡化反渗透系统的能量回收装置，其特征在于，该能量回收装置包括低压海水泵(1)、高压海水泵(2)、海水反渗透膜组件(3)、蓄能器(4)和回收装置(5)；所述的高压海水泵(2)的进水口与原料海水(A)相连，出水口与海水反渗透膜组件(3)的进水口相连；所述的海水反渗透膜组件(3)的浓海水出水口与回收装置(5)的第二二位四通换向阀(5-9)的T口相连,其进水口与回收装置(5)的第一二位四通换向阀(5-8)的B口相连；所述的低压海水泵(1)的进水口与原料海水(A)相连，出水口与回收装置(5)的第一二位四通换向阀(5-8)的A口相连；所述的蓄能器(4)并连在回收装置(5)与海水反渗透膜组件(3)的相连管路上。

2.根据权利要求1所述的一种小型海水淡化反渗透系统的能量回收装置，其特征在于，所述的回收装置还包括活塞和活塞杆(5-1)、第一液压缸(5-6)、第二液压缸(5-7)、第一、二浓海水进出水口(5-2、5-3)和第一、二海水进出水口(5-4、5-5)；所述的第一液压缸(5-6)和第二液压缸(5-7)固定连接；所述的第一、二浓海水进出水口(5-2、5-3)分别设置在第一、二液压缸(5-6、5-7)的外侧，并分别连接在第二二位四通换向阀(5-9)的A、B口；所述的第一、二海水进出水口(5-4、5-5)设置在第一、二液压缸(5-6、5-7)的内侧，并且分别连接在第一二位四通换向阀(5-8)的P、T口；所述的活塞和活塞杆(5-1)安装在第一、二液压缸(5-6、5-7)内；所述的第二二位四通换向阀(5-9)的P口与排放泄压浓海水(D)的管道连接。